JPS6077492A - セラミック多層配線基板の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、混成集積回路部品に使用されるセラミック多
層配線基板ｄ３．Ｊ、びぞの製造法に関するものＣある
。

従来、混成集積回路に用いられる多層配線基板およびそ
の製造法として、例えば第１図に示ずようにセラミック
グリーンシ−１〜１」−に、タングステンあるいはモリ
ブテン等の高融点金属を主成分どづる高融点金属導体ペ
ースト層２、およびその導体ペースｌ一層２が露出づる
開Ｄ　３を右づる絶縁ペース１一層４を交１ｊにズクリ
ーンＥ’（Ｊ刷形成した後、還元雰囲気中Ｃ焼成し、次
いで前記導体ベースト層２が焼結したａ　／Ｉ！点金属
導体層しに銀−パラジウム等の厚膜導体ペースト５を印
刷し、酸化雰囲気で焼成し゛Ｃ厚１ｔ！Ｊ導導体を形成
しく、レラミック多層配線基板を行る事が知られ〔いる
。ところが、厚膜導体ペースト５は酸化雰囲気で焼結さ
れるため、このとき高融点金属導体層が酸化されて電気
抵抗が高くなり、混成集積回路としくは不適なものとな
る。

この問題を解決−りるため、タンゲス゛）−ン、モリブ
デン等のｎ融点金属導体層を保護ηる保護膜の形成が検
問され、例えば特公昭５３−２６３０５号公報に知られ
るように、タンゲスランあるいはモリブデン等からなる
高融白金属導体層上にニラクルメッキを施し、その上に
金ペーストを印刷した後還元雰囲気中で金を焼結さけて
ｎ融点金属導体層を保護づる方法が知られＣいる。しか
しながら、この方法に於いてニッケルと金とが合金を形
成づる場合は、（のニッケル・金合金が厚膜導体力２句
番）時に酸化され、また金が中に焼（＝Ｊ　４）られる
場合は、その焼（ＮＪけ層が比較的ポーラスで酸素を遮
Ｒ７ｉ　１する稈には緻＋Ｗにならないためニッケルが
酸化され、結１．？ｌ多少の専通Ｉ１１抗の増加は避（
〕られない問題ｆ乱があった。またこの方法（Ｊ、金を
使用づるためコストも高くつき、この点においＣも実用
化の大きな障壁どなっていた。

本発明は、前記のような問題点を解決づるために成され
たものであり、セラミック上に形成されたタングステン
あるいはモリブデン等の高融産金Ｂ層上に厚膜０体ベー
ストを空気中８００℃以」二で焼成して厚膜導体Ｎを形
成しＣＬ）、高融点金属層と厚１１Ｓ１脣休層間に充分
な導電ｔＩｉを右づるガラス層を介在ざけることにより
、金ＭＰの酸化にＪ：る劣化の少ないコストの比較的安
価なレラミック多層配線基板とその製造法を提供づる事
を目的とづる。

本発明は、レラミック是板とｎ融点金属導体層とを重ね
合わせた複層板の高融点金属導体層上に、厚膜導体層を
配置６接続してなるレラミック多層配線基板においで、
高融点金属導体層とメヲ膜導体層との間に、パラジウム
、銀、金、白金の少なくとも１種以上からなるｎ全屈焼
結体の間隙中にガラスを均一に介在さけた導電性ガラス
層を介在したことを特徴とするものぐある。

さらに本発明の製造法は、し゛ノミツクグリーンシート
上にタングステンまたはモリブデン等よりなるｎ融点金
属導体層を形成りる導体ペーストと、該導体ペーストの
１部を露出さＵてしラミックグリーンシー１〜と同材質
Ｊ、りなる絶縁層を形成づるセラミックペーストとを重
ね合せ、所要の場合に派出導体ベースト上に中間棚電層
を形成づるペースト層をｒ４を刷し、還元性界１＋１１
気中Ｃ焼成して複層板を形成し、次いで露出している高
融点全屈導体層上にパラジウム、銀、金、白金のうちの
少なくとも１種以上からなる負金属粉末とガラス粉末と
の混成べ・−ストを印刷し、加熱処理して負金属を焼結
りるどともに、ガラスＶ）末を溶融して貴金属焼結体の
間隙中にガラス質を均一に介在させた導電１／ｌ力ラス
層を形成した後、その導電性ガラス層を含む絶縁居士に
厚膜導体ペースト−を印刷し、酸化性雰囲気中で焼成し
て表面に１９膜尊休層を形成ηることを特徴どするもの
Ｃある。

本発明のｒｉ［ｌｌｌを、第２図に承り４１！成図によ
り各工程ごとに説明りる。

まずアルミナ、ベリリア等を主成分とりるセラミックグ
リーンシートを、公知のドクターブレード法等により調
製し、沢成集相回路基板どして必要な寸法に切断したセ
ラミックグリーンシー１−６を１１もｌ＃ｉｉりる。

次いで、そのグリーンシー１−６上にタングステン、モ
リブデン等の凸融点金属を主成分とづる導体ペーストど
、導体ペーストの１部が露出Ｊる孔を右するグリーンシ
ートと同一成分を主原料とりる絶縁ペーストどをスクリ
ーン印刷ににり上々に印刷し、さらにθｆましくけ、絶
縁ペーストの孔より露出ジる導体ペースト土にタングス
テンと白金との混合ペースＩ〜を印刷し、第２図に示づ
ように高融点金属導体層７を形成層る力体ベーストと中
間導電層８を形成りる混合ペーストおにび絶縁層９を形
成する絶縁ペーストとを積層りる。、この場合の中間導
Ｎ層８は、焼成後の高融点金属導体層の耐酸化Ｉ１１を
向上さｕ１導電性ガラス層の貴金属成分との濡れ性を向
上さけるうえでりｒましいものＣある。なお、高融産金
ＪｉＴｆ導体層７おにび絶縁層９を形成するベーストの
積層数は限られたものではなく、用途に応じた積層数ど
りれば良い。

次いぐ、高融点金属導体層７および中間導電層８と絶縁
層９どをそれぞれ形成りるペーストが印刷積層されたヒ
ラミックグリーンシート６を、還元雰囲気中ぐ焼成し複
層板を形成する。焼成条件は、レラミックグリーンシ−
１−６の組成や導体ペースト成分により定められるが、
はぼ１４００〜１８００Ｇ、５〜ｉ８ｏ分ぐ十分である
。なａ３、中間々Ｎ層８を有しない場合は、還元焼成後
露出した＾融点金属尋体層７上にりγましくはニラクル
等の鉄属メツ４：層を形成り゛るとＪ：い。この鉄属メ
ッキ層は、高ｉ、４１　ｒ：ａ金属導体層７の保護、ａ
３よびガラスと貴金属との混成ペースト中の貴金属成分
との濡れ性を改善りる。

次いで、パラジウム、銀、金、白金のうち少なくとも１
種以上と好ましくは硼珪酸ガラスの混成ベーストを、複
層板の表面に露出した高融点金属ｉ９１４層７上にスク
リーン印刷形成し、非酸化性雰ｕＭ気中で加熱処理して
１１金属を焼成づるとともにその負金属焼結体の間隙中
にガラスを均一に介在さゼた導電性ガラス層１ｏを形成
りる１、この場合の混成ベース！・の印刷厚は厚膜導体
層の焼成温度により異なるが、１５〜４５μが適当ぐあ
り、加熱処理温度はガラスの軟化点以上、貴金属成分の
融点以下である。これにより、ガラスと貴金属の混成ペ
ーストは、内金属焼結体の間隙にガラスを均一に介在さ
Ｕた導電性ガラス層となり、酸素の遮断効果と導電効果
を備えｌ〔保愚層となる。なａ３、ガラス成分としては
、高融点金属導体層の成分であるタングステンあるいは
モリブフ゛ンＪ、すｂ酸化生成エネルギーの少ない金属
の酸化物、例えば酸化鉛、酸化亜１４１等の含イｊωが
少なく、かつ熱膨張率がヒラミツクと同等であり、厚膜
容体の焼成温度よりも軟化点が高い程好ましい。ガラス
成分の混成ベーストへの添加法としで、ガラスを直接添
加り′る方法の他に、１１素あるいは珪素化合物、−系
あるいは硼素化合物を添加りる方法でもよい。これらは
、厚膜導体層を酸化雰囲気中ぐ焼き＋Ｊりる時、ガラス
成分に変質りる過程におい′Ｃ酸素を吸収する還元剤ど
しての効果の他、負金属焼結体中に分散あるいは金属と
合金化して、加熱処理時に負金属とガラスが均一に介在
し易くりる効果もある。

の少なくとも１種を含むのがＪ、い。これは酸素を透過
りず、８部融点金屈専休Ｐｉ　ｉＪ３よびガラスとの濡
れが良く、かつ厚膜導体層を酸化雰囲気中で焼き付ける
時に酸化することがないためぐある。なお、貴金属成分
のうちではパラジウムが最もりＴましい。

次いで、導電性ガラス層１０および絶縁層９上にＪ’；
ｉ　１９　Ｌ９体層１１を形成Ｊる銀等を主成分とする
厚膜導体ペーストににす、所要の回路パターンを印刷し
、酸化雰囲気中で力２成してヒラミック多層配線基板を
１りる。焼き（ｑ【〕条イ′ｔとしＣは、厚膜ベースト
の種類にもよるが、７００〜９００　℃、５〜２０分ｅ
ある。

イの後、抵抗等の受動素子形成用ペーストを厚膜導体層
１１上に酸化雰囲気中（焼さｆく口）たり、ＩＣ、チッ
プコンデンザ等の回路部品を、厚＃Ｓ！尋陣層１１上に
ソイ１１ボンドあるいは半１．１１　（」けする事によ
り集積回路基板を形成づる。

本発明の最も特長とり−るところは、＾融点金属９体層
上に酸素の侵入を防止りる１、１定の円金属焼ガラス層
を設（）Ｉにとであり、これによりＭ躾導体層の形成時
にも導体層の酸化による劣化の極めＣ少ない配線基板が
得られることである。

以下、実施例につき本発明の詳細な説明づる。

実施例 ヒラミツク１戊分としで、ノフルミナ９０重量バーレン
１−の他、シリカ、マグネシア等を１０川間％含み、成
形助剤とし゛Ｃボリビニルブブラール等のイｊｌＥｌバ
インダを混合し、ドクターブレード法により厚さ０　、
８　ｍｍのセラミックグリーンシ−１−６を作成し／ｊ
０次に、タンゲスアンわ）末１００ｉ１ｆｉパーヒンＩ
・のメタライズ成分に印刷助剤を加えた導体ベーストと
セラミックグリーンシー１−と同一成分に印刷助剤を加
え／、＝絶縁ペーストとをヒラミツクグリーンシート６
上に焚ｎに印刷して第２図に承りように高融点金属導体
層７を形成づる導体ペーストと、絶縁層９を形成りる絶
縁ベーストとを複数層車ね積層体を形成した。

次いで、絶縁層８を形成りる絶縁ベーストの１ｊ１１１
］より露出りるＸ’に融点金属導体層７を形成する導体
ベースト上に、中間導電層８を形成づるタングスデン粉
末９０重量パーセン１へと白金粉末１０重量バーレント
とに印刷助剤を加えた混成ベースＩ〜をスクリーン印刷
により３０μの厚さに印刷した。

次いで、この積層体を露点３５℃の水素ど窒素の混合雰
囲気中Ｃ＋ｆ７温速葭３００℃／１４間で胃温後、１５
！ｉ０℃、２時間保持後、降）品速度り００℃／時間で
焼結しＣ中間導電層８が一部露出した複層板を形成した
。

さらに、この後層板の露出導体層上に第１表に示づ口金
１１とガラス成分にアクリル系バインダを印刷助剤とし
Ｃ加えた混成ベーストを、印刷厚みが約３０μになるよ
うにスクリーン印１ｉｉ１１　Ｌ、水素雰囲気中でガラ
ス軟化点以上、ｒ１金屈成分の融ｊ気以上の第１表に示
ＩＪ温度で熱処理して、口金６層を焼結覆るとともにガ
ラスを溶融し、負金属焼結体の間隙中にガラスを均一に
分散会イ［させた導電性ガラス層１０を中間導電Ｎ８上
に形成した。

そして、導電性ガラスｌｉ？ｆｉｏを含む絶縁層９上に
銀、パラジウム系厚膜導体ベース＋−（Ｄ　−４３４４
）をスクリーン印刷した後、空気１１１．８５０℃、１
０分焼成し、第２図に示１ように高融１金局導体層８上
と厚膜導体層１１との間に中間導電層８および導電性ガ
ラスＮ９を介在した水元１月のセラミック多層配Ｆｉ１
塁板Ｎ０９１〜Ｎ０．１４を橿９１こ。

なお、本発明と比較するために、水元１！１１以外のけ
ラミック多層配線基板Ｎ０．１５〜Ｎｏ、１９を用意し
、これらヒラミツク多府配線１反につ（１で、酸化焼成
にともなう抵抗値の増大を１Ｌ中交７１＋１１定づるｌ
こめ、厚膜尊体層１１間の電気抵抗をｍｌ定した結果を
第１表に示づ。さらに、本発明の）ｊラス層の成分おｊ
；び特性を第２表に示す。

第　１　表 第２表 第１表より明らかなように、本発明例は１べ−Ｃ抵抗が
低く充分な導電性が１！７られるのに対し、従来例は抵
抗が高く必要最低限の導電性を６達成できないことが確
認された。これは本発明例４．Ｌ　導体の酸化にＪ：る
劣化が殆ｌυど認められないのに対し、従来例は導体の
酸化が茗しいことを表ねりもので・ある。

上述したどころから明らかなＪ：うに、本発明によって
１９られるヒラミック斧層配線基板は、高融点金属導体
層上に貴金屈焼結体の間隙にガラスを均一介在さけ−た
導電性ガラス層を形成した後、酸化雰囲気中で厚膜導体
層を形成したものＣあり、以下の特徴を右りる。

１、緻密な尊重１（［ガラス層が電気は通Ｊが酸素をは
ぼ完全に’ａ　ｌａｉ　′ｇるので、酸化雰囲気中で厚
膜導体層を焼成し′Ｃｂ高融貞企屈導体層が酸化されな
い。

２、導電性ガラス層は負金属焼結体を通り、導電性を有
づるので充分な導電性が得られる。

３、導電性ガラス層にＪＨ）るｎ金属の使用ωが少ない
ので安価ぐある。

４、酸化膜を生じないため、酸化物の生成に起因づる厚
膜４体上のシミ等の発４１．かない。

本発明は以上述へたように、タングステン、モリブデン
等の高融産金ｈ］Ｘ層を導電性ガラス層で被覆すること
により、厚膜導体層を酸化雰囲気Ｃ焼成覆るに際しても
酸素の侵入を完全に防止できるものである。

従つ（、タングステン、モリブデン等の安イ西な）９休
祠料を用い、高温焼結された信頼性の高い絶縁層を用い
たヒラミック多層配線基板上に、手口１濡れ性、厚膜受
動素子用電極特性の優れた厚膜電極と抵抗昏の厚膜受動
素子を形成ひきることとなり、高密瓜で多機能な回路基
板の装着が０１能となり、電子工業界の発展に査ちりる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のセラミック多層配ｆ；Ａｎ板の要部断面
図、 第２図は本発明によるセラミック多層配線基板の要部断
面を示す図である。 １．６・・・ヒラミックグリーンシ−１へ２・・・導体
ペースト層　３・・・開口４・・・絶縁ペース１一層　
５・・・厚ｌシ）導体ペースト層７・・・高融点金Ｂ）
ｇ体層 ８・・・中間導電層　９・・・絶縁層 １０・・・導電性ガラス層　１１・・・斤膜導体層特許
出願人　Ｆｊ　＊碍子株式会社 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミック基板ど＾Ｅｌｆ点金属導体層とを重ね合
   わけた複層板の高融点金属導体層上に、厚膜導体層を配
   置接続してなるセラミック多層配線基板において、高融
   点金属導体層と厚膜導体層との間に、パラジウム、銀、
   金、白金の少なくとも１種以上からなる負金属焼結体の
   間隙中にガラスを均一に介在さμだ導電性ガラス層を介
   在したことを特徴とりるセラミック多層配線基板。 ２、ガラス質が硼珪酸ガラスより成る特−１（請求の範
   ＩＹ）１第１項記載のセラミック多層配線基板。 ３、高融点金属導体層と導電性ガラス層との間に、タン
   グステン−白金の合金より成る中間導電層を介在した特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載のセラミック多層配
   線基板。 ４、＾金白金属層と導電性ガラス層との間にニッケル層
   を介在させた特ｉ；１１　請求の範囲第３項記載のセラ
   ミック多層配線基板。 ５、レラミックグリーンシー１〜十にタングステンまた
   はモリ１デン等Ｊ、りなる高融点金属導体層を形成りる
   導体ペーストと、該導体ベーストの１部を露出さゼてセ
   ラミックグリーンシートとＩｒ１ｌ材質よりなる絶縁層
   を形成するセラミックペーストとを重ね合せ、所要の場
   合に露出導体ペースト上に中間導電層を形成Ｊるペース
   ト層を印刷し、還元性雰囲気中で焼成してＭＥ板を形成
   し、次いで露出している品用！点金属容体層上にパラジ
   ウム、銀、金、白金のうちの少なくとも１種以」−から
   なる負金属粉末とガラス粉末との沢成ペーストを印刷し
   、加熱処理して負金属を焼結りるとともに、ガラス粉末
   を溶融し【白金属焼結体の間隙中にガラス質を均一に介
   イ１させた導電性ガラス層を形成した後、その導電性ガ
   ラス層を含む絶縁層上に厚ｌ！導体ペーストを印刷し、
   酸化性雰囲気中ぐ焼成して表面に厚膜導体層を形成覆る
   ことを特徴どするレラミック多層配線基板の９Ｍ造法。